CN109851063A - 一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法，涉及清洁处理剂领域，由A组分和B组分组成，其中：A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁12‑18份，改性类石墨相氮化碳10‑14份，硫酸铁9‑12份，过氧化氢5‑12份，羧甲基壳聚糖11‑17份，聚丙烯酰胺12‑18份，聚合氧化铝5‑10份，醋酸3‑5份，柠檬酸4‑7份，聚乙烯亚胺9‑13份，丙烯酰氯4‑10份；B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌12‑18份，酸杆菌5‑14份，蜡质芽孢杆菌3‑9份，白腐菌4‑9份，枯草芽孢杆菌10‑14份，无机颗粒6‑17份，本发明针对现有技术中存在的问题，通过优化配方原料，达到优良的城市污水污泥清洁效果。

Description

一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及清洁处理剂领域，具体涉及一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法。

背景技术

城市污水即城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水。一般由城市管渠汇集并应经城市污水处理厂进行处理后排入水体。城市污水中除含有大量有机物及病菌、病毒外，由于工业的高度发展，工业废水的水量(约占城市污水总量的60～80％)水质日趋复杂和径流污水的污染日趋严重，使城市污水含有各种类型、不同程度的各种有毒、有害污染物，同时随着城市化进程加快，城市污水处理厂产生的污泥量大幅增涨，对于城市污水的处理造成进一步的阻碍。

授权公告号为CN102206031B的一种城市污水污泥的清洁处理剂及污泥处理方法，清洁处理剂由除臭剂、灭蝇剂、钝化剂和干化剂组成，各组分加入的重量百分比是：除臭剂5-15％、灭蝇剂25-35％、钝化剂15-25％、干化剂35-45％；除臭剂、灭蝇剂、钝化剂和干化剂的粒度均为200-300目；所述的除臭剂采用印楝粉，灭蝇剂采用NaOH或KOH，钝化剂为CaCO3或CaO，干化剂采用粉煤灰。

该发明采用城市污水污泥的清洁处理剂进行污泥处理的方法，通过在污泥中添加清洁处理剂，然后搅拌均匀，放置晾晒，实现对污泥的除臭、灭蝇、干化、钝化处理，使得城市污泥中使得城市污泥从源头去除污泥恶臭和灭蝇的目的，实现污泥清洁处理。

事实上，在城市污水污泥的处理过程中，除了恶臭、生蝇等问题还存在以下几点缺陷：

1.污水处理过程中，包含了大量的微生物病原体、有机物和胶体等，会产生大量的半固态和固态物质，难以分解，对污水处理造成阻碍。

2.污泥中的重金属含量过高，城市污水污泥中的含水率过高，限制污泥的资源化再利用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法，针对现有技术中存在的问题，通过优化配方原料，达到优良的城市污水污泥清洁效果。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁12-18份，改性类石墨相氮化碳10-14份，硫酸铁9-12份，过氧化氢5-12份，羧甲基壳聚糖11-17份，聚丙烯酰胺12-18份，聚合氧化铝5-10份，醋酸3-5份，柠檬酸4-7份，聚乙烯亚胺9-13份，丙烯酰氯4-10份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌12-18份，酸杆菌5-14份，蜡质芽孢杆菌3-9份，白腐菌4-9份，枯草芽孢杆菌10-14份，无机颗粒6-17份。

优选地，A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁15份，改性类石墨相氮化碳12份，硫酸铁10份，过氧化氢8份，羧甲基壳聚糖14份，聚丙烯酰胺15份，聚合氧化铝7份，醋酸4份，柠檬酸6份，聚乙烯亚胺12份，丙烯酰氯7份。

优选地，B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌15份，酸杆菌10份，蜡质芽孢杆菌6份，白腐菌7份，枯草芽孢杆菌12份，无机颗粒13份。

优选地，所述无机颗粒为石英砂、高岭土、沸石中的任意一种。

优选地，所述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，其制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在300-350℃一次煅烧1-2h后，升温至400-450℃二次煅烧4-5h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物放置在反应釜中在300-400℃下一次煅烧2-3h后，降温至200-280℃二次煅烧1.5-2.5h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在400-500℃下煅烧12-14h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

优选地，所述金属氧化物为三氧化二铋、三氧化二锑、氧化锰中的任意一种。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在3-8℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在100-120℃下高速剪切均质混合20-40min后，降温至30-40℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

优选地，所述A组分与所述B组分按照质量比1:2-2.6混合。

(三)有益效果

本发明提供了一种城市污水污泥的清洁处理剂及其制备方法，具有以下有益效果：

首先，针对现有技术中，城市污水污泥有机物污染过重的问题，在清洁处理剂中添加聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、聚丙烯酰胺、无机颗粒羧甲基壳聚糖聚合氧化铝等原料，将有机物有效降解为有机酸、醇类等物质，同时吸附重金属、增加絮凝效果，使得胶体更易沉淀析出，实现清洁效果。

其次，对类石墨相氮化碳进行金属掺杂改性处理，对类石墨相氮化碳的构型进一步优化，减小能隙，增强可见光范围吸收能力，提高光催化效率。

最后，增加各类生物分解菌，对污水中的氨氮、亚硝酸等对环境有害的物质进行分解，与絮凝剂结合，有效提高清洁处理剂的清洁效率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁12份，改性类石墨相氮化碳14份，硫酸铁9份，过氧化氢12份，羧甲基壳聚糖17份，聚丙烯酰胺12份，聚合氧化铝10份，醋酸3份，柠檬酸7份，聚乙烯亚胺13份，丙烯酰氯4份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌12份，酸杆菌14份，蜡质芽孢杆菌3份，白腐菌9份，枯草芽孢杆菌10份，无机颗粒(石英砂)17份。

上述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在350℃一次煅烧1h后，升温至450℃二次煅烧4h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物(氧化锰)放置在反应釜中在400℃下一次煅烧3h后，降温至200℃二次煅烧2.5h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在400℃下煅烧14h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在8℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在100℃下高速剪切均质混合20min后，降温至40℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料(A组分与所述B组分按照质量比1:2.6混合)，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

实施例2：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁18份，改性类石墨相氮化碳10份，硫酸铁12份，过氧化氢5份，羧甲基壳聚糖11份，聚丙烯酰胺18份，聚合氧化铝5份，醋酸5份，柠檬酸4份，聚乙烯亚胺9份，丙烯酰氯10份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌18份，酸杆菌5份，蜡质芽孢杆菌9份，白腐菌4份，枯草芽孢杆菌14份，无机颗粒(高岭土)6份。

上述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在300℃一次煅烧2h后，升温至400℃二次煅烧5h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物(三氧化二锑)放置在反应釜中在300℃下一次煅烧2h后，降温至280℃二次煅烧1.5h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在500℃下煅烧12h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在3℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在120℃下高速剪切均质混合40min后，降温至30℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料(A组分与所述B组分按照质量比1:2混合)，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

实施例3：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁15份，改性类石墨相氮化碳12份，硫酸铁10份，过氧化氢8份，羧甲基壳聚糖14份，聚丙烯酰胺15份，聚合氧化铝7份，醋酸4份，柠檬酸6份，聚乙烯亚胺12份，丙烯酰氯7份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌15份，酸杆菌10份，蜡质芽孢杆菌6份，白腐菌7份，枯草芽孢杆菌12份，无机颗粒(高岭土)13份。

上述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在330℃一次煅烧1.4h后，升温至430℃二次煅烧4.6h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物(三氧化二铋)放置在反应釜中在360℃下一次煅烧2.4h后，降温至220℃二次煅烧2.2h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在420℃下煅烧13h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在5℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在115℃下高速剪切均质混合30min后，降温至32℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料(A组分与所述B组分按照质量比1:2.4混合)，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

实施例4：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁14份，改性类石墨相氮化碳12份，硫酸铁10份，过氧化氢11份，羧甲基壳聚糖13份，聚丙烯酰胺15份，聚合氧化铝7份，醋酸4份，柠檬酸6份，聚乙烯亚胺11份，丙烯酰氯6份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌15份，酸杆菌10份，蜡质芽孢杆菌5份，白腐菌7份，枯草芽孢杆菌11份，无机颗粒(沸石)15份。

上述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在310℃一次煅烧1.6h后，升温至420℃二次煅烧4.2h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物(氧化锰)放置在反应釜中在340℃下一次煅烧2.2h后，降温至220℃二次煅烧2.3h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在420℃下煅烧13h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在6℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在110℃下高速剪切均质混合35min后，降温至32℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料(A组分与所述B组分按照质量比1:2.5混合)，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

实施例5：

一种城市污水污泥的清洁处理剂，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁13份，改性类石墨相氮化碳11份，硫酸铁11份，过氧化氢5份，羧甲基壳聚糖14份，聚丙烯酰胺15份，聚合氧化铝7份，醋酸4份，柠檬酸6份，聚乙烯亚胺10份，丙烯酰氯5份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌14份，酸杆菌10份，蜡质芽孢杆菌5份，白腐菌7份，枯草芽孢杆菌12份，无机颗粒(高岭土)12份。

上述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在310℃一次煅烧1.8h后，升温至410℃二次煅烧4.2h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物(三氧化二锑)放置在反应釜中在310℃下一次煅烧2.7h后，降温至240℃二次煅烧2.1h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在430℃下煅烧12.8h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

上述城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在4℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在110℃下高速剪切均质混合30min后，降温至35℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料(A组分与所述B组分按照质量比1:2.5混合)，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

为了进一步说明本发明的有益效果，在本地区污水处理厂未处理的城市污水污泥区域，选取参数相同的实验项1-5，其中选用本发明实施例1-4中制备的清洁处理剂对实验项1-4进行相同程序的清洁处理，而实验项5则取消添加清洁处理剂的步骤(其余步骤与实验项1-4均相同)，对处理后实验项1-4与处理后的实验项5进行各项参数对照，同时将实验结果记录在下表内(+为增加去除率)。

由上表可知，本发明制备的清洁处理剂在清洁处理城市污水污泥方面，相较与现有技术，在氮去除率、总磷去除率等方面均具有大幅度提高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，由A组分和B组分组成，其中：

A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁12-18份，改性类石墨相氮化碳10-14份，硫酸铁9-12份，过氧化氢5-12份，羧甲基壳聚糖11-17份，聚丙烯酰胺12-18份，聚合氧化铝5-10份，醋酸3-5份，柠檬酸4-7份，聚乙烯亚胺9-13份，丙烯酰氯4-10份；

B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌12-18份，酸杆菌5-14份，蜡质芽孢杆菌3-9份，白腐菌4-9份，枯草芽孢杆菌10-14份，无机颗粒6-17份。

2.如权利要求1所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，A组分包括以下重量份数的原料组成：聚硅酸铝铁15份，改性类石墨相氮化碳12份，硫酸铁10份，过氧化氢8份，羧甲基壳聚糖14份，聚丙烯酰胺15份，聚合氧化铝7份，醋酸4份，柠檬酸6份，聚乙烯亚胺12份，丙烯酰氯7份。

3.如权利要求1所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，B组分包括以下重量份数的原料组成：硝化细菌15份，酸杆菌10份，蜡质芽孢杆菌6份，白腐菌7份，枯草芽孢杆菌12份，无机颗粒13份。

4.如权利要求1所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，所述无机颗粒为石英砂、高岭土、沸石中的任意一种。

5.如权利要求1所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，所述改性类石墨相氮化碳为金属元素掺杂类石墨相氮化碳，制备方法包括以下步骤：

(1)将双聚氰胺放入坩埚中在300-350℃一次煅烧1-2h后，升温至400-450℃二次煅烧4-5h，粉碎研磨后得到淡黄色粉末；

(2)将金属氧化物放置在反应釜中在300-400℃下一次煅烧2-3h后，降温至200-280℃二次煅烧1.5-2.5h，自然冷却至室温；

(3)将淡黄色粉末投入步骤(2)所述反应釜中，研磨混合，在400-500℃下煅烧12-14h后，得到金属元素掺杂类石墨相氮化碳。

6.如权利要求5所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，所述金属氧化物为三氧化二铋、三氧化二锑、氧化锰中的任意一种。

7.如权利要求1-6任意一项所述的城市污水污泥的清洁处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备B组分：按照重量份数取硝化细菌、酸杆菌、蜡质芽孢杆菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌投入反应釜在3-8℃下搅拌混合，将无机颗粒研磨充分后过筛加入反应釜中，充分混合制得B组分初料；

(2)制备A组分：首先，按照重量份数取羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝在反应釜中高速搅拌，随后，投入聚硅酸铝铁、改性类石墨相氮化碳、硫酸铁、聚乙烯亚胺以及丙烯酰氯，在100-120℃下高速剪切均质混合20-40min后，降温至30-40℃，投入过氧化氢、醋酸、柠檬酸与B组分初料，使用螺旋挤出机挤出后，造粒干燥，得到最终产物。

8.如权利要求7所述的城市污水污泥的清洁处理剂，其特征在于，所述A组分与所述B组分按照质量比1:2-2.6混合。